小鼠部分肝切除术的现状与应用

文献综述REVIEW

小鼠部分肝切除术的现状与应用

摘要

部分肝切除术创建于20世纪30年代, 他为哺乳动物的肝再生和肝疾病等研究提供了重要的实验工具, 现有的手术方法主要以大鼠和小鼠为对象. 小鼠的部分肝切除手术与大鼠的手术方法有较大

的相似性, 但因其体质差异不能完全复制大鼠的手术方法. 本文结合文献报道和实践操作的经验, 除了对部分肝切除术的原理和主要方法进行介绍外, 也对小鼠部分肝切除手术流程及其关键控制

点进行了总结.

关键词: 肝部分切除术; 肝再生; 小鼠

引言

早在1931年, Higgins和Anderson建立了大鼠部分肝切除(partial hepatectomy, PH)模型[1]. 几十年来, 哺乳动物的肝切除手术已经广泛应用于肝再生、肝肿瘤和急慢性肝衰竭等模型[2-10]. 鼠类肝的分叶结构比较明显, 每叶各具有

肝蒂及肝门静脉分支, 且占总肝质量的比例各不相同, 因此可根据不同的实验要求进行不同程度

的肝切除．对大鼠进行肝切除手术仅需要具备基本的外科手术技能, 可重复性高且死亡率低

[1,6,10-14]. 但是当今基于基因组学的模式动物肝再生研究中, 小鼠肝切除模型的地位也越来

越重要; 通过对基因敲除小鼠施行部分肝切除术已经成为研究特定基因对肝再生影响的一个经典

策略[15-25]. 然而, 小鼠对手术的耐受性不及大鼠, 实际手术过程的复杂性和细致性也相对较高,

因此不能完全复制大鼠的肝切手术方法．下文对大鼠和小鼠PH模型(主要是小鼠模型)的研究进展进行了综述并根据实践经验对小鼠部分肝切除术进行了总结.

■背景资料

肝脏是机体中最大的消化器官, 也是体内新陈代谢的重要场所, 具有强大再生能力. 而临床上有

大量肝衰竭、肝硬化等肝再生不足的病例, 使得肝再生机制研究及治疗肝再生障碍类疾病的药物

研发成为一个热点, 而哺乳动物的部分肝切除术是公认的研究肝再生最经典的模型.

■同行评议者李华, 副教授, 中山大学附属第三医院肝脏外科■研发前沿肝再生一直以来是医学

领域研究的热点. 部分肝切除术是目前肝再生机制研究及治疗肝再生障碍类疾病研发工作中最重

要的动物模型, 然而该模型相比临床真实病例中的肝状况还有一定差距, 如何进一步建立复杂病理基础上的肝切除模型(如肝硬化基础上的肝癌切除术)是亟待解决的问题.

PH后肝再生模型

肝再生一直以来是医学领域研究的热点. 临床上有大量患者因肝再生不足(如肝衰竭)等病症急需药物治疗, 而目前对肝再生的机制还没有完全阐明, 能直接促进肝再生的药物研发也尚处在实验室阶段.

肝脏在受到损伤后就立即开始了再生过程. 在对大鼠进行肝切除后的16 h内, DNA复制开始, 在70%肝切除的经典模型中, 肝脏的剩余部分在切除后24 h代偿性增生至原肝质量的45%, 72 h后达到70%, 7-14 d达到93%, 并在大约20 d 时基本恢复至原肝质量[1]. 同样, 人类的肝再生也非常迅速, 在活体肝脏移植中, 捐助者的剩余肝脏在7 d内增生了1倍, 而受助者接受移植的肝叶后, 达到同样的增生结果也仅仅需要14 d, 两者都在手术后1 mo左右分别恢复到各自的原始

肝质量[26,27].

肝再生的速度和肝被切除的比例呈现一定正相关, 切除比例越大, 肝再生速度越快. 但是肝切除的比例过大(>85%)或者过小(<30%)都会导致肝细胞再生减缓[28]. 同时有研究表明, 肝脏各独立肝叶的再生能力也有显著差异[29].

哺乳动物肝再生的过程和人类相似, 从动物模型中获得的某些结论也能很好地应用到人类肝脏的研究中[28]. 目前, PH是研究肝再生机制及药物研发过程中最常用的实验手段, 大鼠和小鼠肝切除模型是研究较为广泛和深入的肝再生模型[1,11,30,31].

李一, 等. 小鼠部分肝切除术的现状与应用

1

70 ML, LLL RLLs, CL

80 ML, LLL, IRL S RL, CL

90 ML, LLL, RLLs CL

2小鼠PH模型的研究现状

2.1小鼠肝解剖示意

小鼠和大鼠在肝组成方面的一个显著区别是小鼠含有胆囊, 而大鼠没有胆囊. 此外, 他们在肝体

积和各自分叶比重等方面也有所不同. 基本上, 小鼠和大鼠在基本的肝脏分叶结构, 肝静脉和门静脉的分支, 以及胆道系统等方面都是类似的[32].

小鼠的肝主要由4个部分组成: 中叶(median lobe, ML)、左外叶(left lateral lobe, LLL)、右叶 (right liver lobe, RLL)和尾叶(caudate lobe, CL). 各叶间的叶间裂明晰, 层次突出. 中叶又分为左中叶(left median lobe, LML)和右中叶(right median lobe, RML), 左中叶覆盖于左外叶之上. 右叶又分为右上叶(superior right lobe, SRL)和右下叶(inferior right lobe, IRL), 右上叶被覆于右中叶之下, 右下叶毗邻右肾. 尾叶根据与下腔静脉的关系又分前尾叶(anterior caudate lobe, AC)和后尾叶(posterior caudate lobe, PC), 尾状突(caudate process, CP)贴合下腔静脉, 一般很少出现.

2.2根据肝脏各叶的比重选择肝切除模型

总体而言, 大鼠肝脏各叶所占肝总质量的比例分别是: ML 38%(LML 13%+RML 25%)、 LLL 30%、RLL 22%(SRL 12%+IRL 10%)、 CL 10%(AC 4%+PC 4%+CP 2%)[12,14]. 在1931年, Higgins和Anderson

通过对大鼠中叶和左外叶共同肝蒂处的结扎, 切除肝脏的中叶和左外叶, 成功实施了70%肝切除手术. 此后, 这个经典模型得到广泛运用和研究, 并且手术时间也大幅缩短[1,11]. 而在其他一些

模型中(如急性肝衰竭等), 肝组织被切除的比例则常常达到90%以上[13,33]. 大鼠90%的肝切除的对象包括中叶、右叶和左外叶这三部分肝叶; 若进行95%肝切除, 则还需增加前尾叶; 而在97%模型中, 除了腔静脉部分保留之外, 几乎所有肝叶均被切除.

汤朝晖等[34]通过对C57/B6♂小鼠进行简单的分叶顺次肝切除, 得到各肝叶占总肝质量的比例分别为: LLL 37.12%、LML 9.46%、RML 19.40%、SRL 13.46%、IRL 11.48%、CL 7.30%. 而更先进的核磁共振成像技术表明[35], 中叶占

40%, 而左外叶占约30%(各叶的比例分别是: LLL 30.8±1.3%、ML 39.9±8.0%、SRL 16.2± 1.7%、IRL 12.3±1.4%、CL 8.8±1.4%), 可见由于区位因素和饲养条件的差异, 即便是同品系同性别的小鼠, 肝脏各叶的比例依然存在显著差异. 因此在建立肝切除模型之前, 应首先进行预实验, 确定样本小鼠肝脏各叶的比重, 才能对切除率进行较为准确的控制.